TWI438410B - 焦電型紅外線檢測元件及使用它之紅外線感測器 - Google Patents
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Description
本發明係有關一種檢測紅外線之焦電型紅外線檢測元件及使用它之紅外線感測器。
藉由焦電效果檢測紅外線之焦電型紅外線檢測元件(焦電元件)已被廣泛使用於檢測人體移動之人體檢測感測器等之紅外線感測器上。
焦電效果係因溫度變化而在表面上產生電荷的現象，焦電型紅外線檢測元件於自發分極之電荷被外氣中之離子等所中和的平衡狀態下入射紅外線時，紅外線被變換成熱、焦電體基板之溫度產生變化、並因該溫度變化而導致電荷之平衡狀態被破壞且在焦電體基板之表面上產生電荷。
如眾所周知的，使用焦電型紅外線檢測元件之紅外線感測器係一種將焦電型紅外線檢測元件、與對於因焦電型紅外線檢測元件產生的電荷移動而流動的電流進行電流電壓變換並輸出電壓信號的電流電壓變換電路，收容在一個封裝體(package)內而成者。該種紅外線感測器中的焦電型紅外線感測元件之阻抗約為100GΩ之非常大的值，自焦電型紅外線檢測元件所輸出的電流(輸出電流)則為非常微弱。因此，使用焦電型紅外線檢測元件連接閘門的阻抗變換用之電場效果電晶體(FET)、與用以設定該電場效果電晶
體之閘門電位之電阻來當做電流電壓變換電路，已廣泛地為人所周知了。
就上述之焦電型紅外線檢測元件而論，在一枚焦電體基板上形成有2個受光部(紅外線受光部)之雙重元件(雙重型之焦電型紅外線檢測元件)，或在一枚焦電型基板上形成有4個受光部之四芯組(quad)元件(四芯組型之焦電型紅外線檢測元件)已廣泛地實用化了。另外，關於焦電型紅外線檢測元件方面，在一枚焦電型基板上形成有1個受光部之單一元件(單一型之焦電型紅外線檢測元件)亦已實用化。
上述之焦電型紅外線檢測元件係採用PbTiO3
、PZT(：Pb(Zr,Ti)O3
)等之陶瓷材料、LiTaO3
等之單結晶材料或PVF2
等之高分子材料等之焦電材料來做為焦電體基板之材料。又，受光部係以在焦電體基板之厚度方向的兩面上所形成互相對向的2個1組的電極，與於焦電體基板中被夾住該2個1組的電極之部分所構成。另外，各電極之材料係採用NiCr等之具有導電性的紅外線吸收材料。
又，關於上述之焦電型紅外線檢測元件方面，廣為已知者係有於焦電體基板之中央部形成複數個受光部、焦電體基板之兩端部各形成有輸出端子部、在焦電體基板之厚度方向的兩面各連接受光部之電極與輸出端子部的配線部者(例如文獻1：日本國專利公報第3773623號)。文獻1中所揭示的焦電型紅外線檢測元件係採用NiCr來做為受光部之電極、輸出端子部及配線部之材料。
因此，就使用焦電型紅外線檢測元件之紅外線感測器而論，即使在紅外線未具有自檢測對象(例如人體等)入射於焦電型紅外線檢測元件之受光部的狀態下，也會有因周圍環境(使用環境)之溫度變化而產生錯誤動作。因此，該種紅外線感測器乃使用建構成使得在2個受光部同時輸入的外部雜音(周圍環境之溫度變化等)抵消的雙重型之焦電型紅外線檢測元件(例如文獻2：國際公開WO2006/120863，文獻3：國際公開WO2006/112122)。
此處，文獻3中記載將焦電型紅外線檢測元件收容於以一面被開放的箱狀封裝本體與封閉該封裝本體之上述一面且透過紅外線之光學過濾器所構成的封裝體之紅外線感測器。又，文獻3中記載著：使用以由絕緣性陶瓷形成物取代金屬製品來做為封裝本體。
又，從以往就已提案一種可減低因周圍環境之溫度變化而突發性產生爆米花型噴嘴之焦電型紅外線檢測元件(例如文獻4：日本國公開專利公報平10-300570號)。文獻4中所揭示的焦電型紅外線檢測元件，其係一種將單結晶之LiTaO3
基板中之2個1組的電極所夾之第1部分的自發分極方向設為一定的單一域構造，且將第1部分以外之第2部分的自發分極之方向設為無規之多重域構造。
於習知之紅外線感測器中，在焦電型紅外線檢測元件傳達周圍環境之溫度變化的經路，可視為例如自封裝體經由該封裝體內之氣體被傳達於焦電型紅外線檢測元件的經路，或自封裝體經由該封裝體內支持焦電型紅外線檢測元
件之物體，被傳達於焦點型紅外線檢測元件之經路，或藉由來自封裝體之熱放射，被傳達於焦電型紅外線檢測元件之經路等。
從而，於習知的紅外線感測器中認為隨著封裝體之形狀或材料、或藉由封裝體與焦電型紅外線檢測元件之距離、構成電流電壓變換電路之電路構件之電路零件與焦電型紅外線檢測元件之相對的位置關係等之不同，因而周圍環境之溫度變化對於焦電型紅外線檢測元件之受光部的影響也會不同。
因此，於紅外線感測器中，僅使用雙重型或四芯型之焦電型紅外線檢測元件做為焦電型紅外線檢測元件時，就無法抵消對於同時輸入複數個受光部中的溫度變化以外的有關外部雜音之溫度變化的影響。亦即，以習知的紅外線感測器而論，即使可以抵消對於從焦電型紅外線檢測元件之相對的特定方向被輸入的溫度變化的影響，也難免仍會受到從上述特定方向以外之方向所輸入的溫度變化之影響。
因而，焦電型紅外線檢測元件會隨著焦電體基板之溫度變化，而在焦電體基板之厚度方向兩面的全部範圍產生電荷。從而，習知的焦電型紅外線檢測元件，由於不僅是受光部中產生的電荷、且在受光部以外所產生的電荷，會從輸出端子部輸出至外部電路之電流電壓變換電路，所以會受到周圍環境之溫度變化的影響而導致S/N比例降低。
又，文獻4中所揭示的焦電型紅外線檢測元件，在製造時於單結晶之LiTaO3
基板之厚度方向的兩面上形成電極之後，由於必須藉由在硬化溫度下加熱LiTaO3
基板以使得焦電性消失，然後，在呈對向的電極之間施加高電場且冷卻至室溫，故會有步驟數增加、成本變高的情形。
本發明係有鑑於上述事由而完成者，其目的係提供一種不使焦電體基板之焦電性產生變化，且可抑制因周圍環境之溫度變化所產生的電荷自輸出端子部被輸出之焦電型紅外線檢測元件及使用它之紅外線感測器。
本發明之焦電型紅外線檢測元件之第1形態，係有關一種焦電型紅外線檢測元件，其係具有：具備第1電極、與上述第1電極對向的第2電極、及具有焦電性且介於上述第1電極與上述第2電極之間的紅外線吸收部之焦電構件，具有對應溫度變化而用以使在上述焦電構件產生的電流傳輸出來之第1輸出端子及第2輸出端子之輸出端子部，將該第1輸出端子連接於上述第1電極之第1配線部，及將上述第2輸出端子連接於上述第2電極之第2配線部。上述第1電極係形成於使用焦電體所形成的焦電體基板之厚度方向的第1面上。上述第2電極係形成於上述焦電體基板之上述厚度方向的第2面上。上述紅外線吸收部係在上述焦電體基板上，介於上述第1電極與上述第2電極之間的部位。上述第1輸出端子及上述第2輸出端子係形成
於上述焦電體基板。上述第1配線部係具備將在上述第1面上所形成的上述第1輸出端子連接於上述第1電極之導電層的連接配線，與將因上述焦電體基板之溫度變化而在上述連接配線所產生的電荷予以抵消的抵消配線。上述抵消配線係以沒有直接連接於上述第2電極且電性連接於上述連接配線之方式形成於第2面上之導電層。
本發明之焦電型紅外線檢測元件之第2形態，係有關上述焦電型紅外線檢測元件之第1形態中，上述抵消配線係以具有與該連接配線相等電位的方式，電性連接於上述連接配線。
本發明之焦電型紅外線檢測元件之第3形態，係有關一種上述焦電型紅外線檢測元件之第1或第2形態中，上述焦電體基板具有與上述厚度方向垂直的第1方向中之第1端及第2端，上述焦電構件位於上述第1方向之上述焦電體基板之中央部，上述第1輸出端子係形成於上述第1端上，上述第2輸出端子係形成於上述第2端上。
本發明之焦電型紅外線檢測元件之第4形態，係有關一種上述焦電型紅外線檢測元件之第1至第3形態中之任一形態中，上述抵消配線係經由上述第1輸出端子，電性連接於上述連接配線。
本發明之焦電型紅外線檢測元件之第5形態，係有關一種上述焦電型紅外線檢測元件之第1至第4形態中之任一形態中，上述抵消配線以與上述連接配線對向之方式形成。
本發明之焦電型紅外線檢測元件之第6形態，係有關一種上述焦電型紅外線檢測元件之第1至第5形態中之任一形態中，上述抵消配線以與上述連接配線相同的寬度形成。
本發明之焦電型紅外線檢測元件之第7形態，係有關一種上述焦電型紅外線檢測元件之第1至第6形態中之任一形態中，上述焦電構件係具備N個(其中N為4以上之偶數)。上述N個焦電構件以m×n之矩陣狀(其中，m‧n=N，且m、n皆為偶數)配列。
本發明之焦電型紅外線檢測元件之第8形態，係有關一種上述焦電型紅外線檢測元件之第1至第7形態中之任一形態中，具備使上述焦電體基板朝厚度方向貫通的狹縫。上述狹縫係以包圍上述紅外線吸收部之方式形成。
本發明之焦電型紅外線檢測元件之第9形態，係有關一種上述焦電型紅外線檢測元件之第1至第8形態中之任一形態中，上述第2配線部係具備將在上述第2面上所形成的上述第2輸出端子連接於上述第2電極之導電層的第2配線，與用以將因上述焦電體基板之溫度變化而在上述第2連接配線所產生的電荷予以抵消之第2抵消配線。上述第2抵消配線係以沒有直接連接於上述第1電極且電性連接於上述第2連接配線之方式形成於上述第1面上的導電層。
本發明之紅外線感測器之第1形態，係具備上述焦電型紅外線檢測元件之第1至第9形態中之任一形態。
本發明之紅外線感測器之第2形態，於上述紅外線感測器之第1形態中，具備有：信號處理電路，係以流入上述焦電型紅外線檢測元件之上述第1輸出端子與上述第2輸出端子之間的電流為基準，生成表示特定資訊的信號；及封裝體，係收容上述焦電型紅外線檢測元件與上述信號處理電路。上述封裝體具有將特定頻率之紅外線入射於上述焦電型紅外線檢測元件之上述焦電構件的窗部。上述窗部係藉由通過上述特定頻率之紅外線的材料所形成。
以下，一邊參照第1圖至第3圖一邊說明有關本實施形態之焦電型紅外線檢測元件101，惟第1圖係自一表面(頂面)側觀察到的平面圖，第2圖係自上述一表面側透視其他表面(底面)之平面圖，第3圖係第1圖之C-C簡略剖面圖。
本實施形態之焦電型紅外線檢測元件101，係利用以使用焦電體而形成的基板(焦電體基板)10來形成。
本實施形態之焦電型紅外線檢測元件101，如第1圖至第3圖所示，其係具備焦電構件(受光部)20。焦電構件20係具備電極(第1電極)31、與第1電極31對向的電極(第2電極)32、及具有焦電性且介於第1電極31與第2電極32之間的紅外線吸收部11。另外，在不區分為第1電極31與第2電極32時，則記載為電極30。
第1電極31係形成於焦電體基板10之厚度方向的第1面上。第2電極32係形成於焦電體基板10之厚度方向的第2面上。紅外線吸收部11係於焦電體基板10中介於第1電極31與第2電極32之間的部位。
焦電型紅外線檢測元件101係具備用以輸出焦電構件20因溫度變化而產生的電流之輸出端子部40。輸出端子部40係具有分別在焦電體基板10上形成的輸出端子(第1輸出端子)410及輸出端子(第2輸出端子)420。
第1輸出端子410係形成於垂直焦電體基板10之厚度方向的第1方向(第1圖之左右方向)的第1端(第1圖之左端)。第1輸出端子410係具備形成於焦電體基板10之頂面的第1端上之導體圖案411、形成於焦電體基板10之底面的第1端上之導體圖案412、及使導體圖案411與導體圖案412相互電性連接的連接部413。
第2輸出端子420係形成於上述第1方向(第1圖之左右方向)之第2端(第1圖之右端)。第2輸出端子420係具備形成於焦電體基板10之頂面的第2端上之導體圖案421、形成於焦電體基板10之底面的第2端上之導體圖案422、及使導體圖案421與導體圖案422互相電性連結的連接部423。
另外，在不區分為第1輸出端子410與第2輸出端子420時，記載為輸出端子400。在不區分為導體圖案411、412、421、422時，記載為導體圖案430。在不區分為連接部413、423時，記載為連接部403。
再者，焦電體紅外線檢測元件101，係具備連接第1輸出端子410與焦電構件20之第1電極31的配線部(第1配線部)51、及連接第2輸出端子420與焦電構件20之第2電極32的配線部(第2配線部)52。
第1配線部51係具備連接配線(第1連接配線)511、及抵消配線(第1抵消配線)512。第1連接配線511係連接被形成於焦電體基板10之上述第1面上的第1輸出端子410與第1電極31的導電層。第1抵消配線512係用以抵消因焦電體基板10之溫度變化而在連接配線(第1連接配線)511上所產生的電荷而設置的。抵消配線(第1抵消配線)512，係按照不直接連接於第2電極32上但電性連接於連接配線(第1連接配線)511的方式而被形成於焦電體基板10之上述第2面上的導電層。
第2配線部52係具備連接配線(第2連接配線)521及抵消配線(第2抵消配線)522。第2連接配線521係連接被形成於焦電體基板10之上述第2面上的第2輸出端子420與第2電極32的導電層。第2抵消配線522係用以抵消因焦電體基板10之溫度變化而在連接配線(第2連接配線)521上所產生的電荷而設置的。抵消配線(第2抵消配線)522，係按照不直接連接於第1電極31上但電性連接於連接配線(第2連接配線)521的方式而被形成在焦電體基板10之上述第1面上的導電層。
另外，在不區分為第1配線部51與第2配線部52時，記載為配線部50。又，在不區分為連接配線511、521時，
記載為連接配線501。同樣地，在不區分為抵消配線512、522時，記載為抵消配線502。
本實施形態之焦電型紅外線檢測元件101，係具有2個焦電構件20。為了相互區分2個焦電構件20時，則視需要地在一側的焦電構件(第1圖左側之焦電構件)及屬於此構成的符號上附加接尾詞「A」，而在另一側之焦電構件(第2圖之右側的焦電構件)及屬於此之構成的符號上附加接尾詞「B」。
又，視需要地在連接焦電構件20A與輸出端子部40之配線部50及屬於此構成的符號上附加接尾詞「A」，而在連接焦電構件20B與輸出端子部40之配線部50及屬於此構成的符號上附加接尾詞「B」。
其次，說明焦電構件20A。第1電極31A係形成於焦電體基板10之頂面(第3圖之頂面)上。第2電極32A係形成於焦電體基板10之底面(第3圖之底面)上。紅外線吸收部11A係於焦電體基板10中介於第1電極31A及第2電極32A之間的部位。就有關焦電構件20A而言，焦電基板10之頂面為上述第1面，而焦電體基板10之底面則為上述第2面。
焦電構件20A係用第1配線部51A及第2配線部52A而連接於輸出端子部40上。
第1連接配線511A，如第1圖所示，其係用以連接第1輸出端子410之導體圖案411與第1電極31A而被形成於焦電體基板10之頂面。第1抵消配線512A，係底面與
第1連接配線511A成對向地被形成在焦電體基板10之底面。惟，第1抵消配線512A係如第2圖所示地不直接連接於第2電極32A上。亦即，第1抵消配線512A可以說是自第2電極32A起被電性絕緣。又，第1抵消配線512A係連接第1輸出端子410之導體圖案412。因此，第1抵消配線512A係經由第1輸出端子410而電性連接於第1連接配線511A。
第2連接配線521A，如第2圖所示，其係被形成於焦電體基板10之底面以連接第2輸出端子420之導體圖案422與第2電極32A底面。第2抵消配線522A，如第1圖所示，其係與第2配線521A成對向地被形成在焦電體基板10之頂面。惟，第2抵消配線522A不直接連接第1電極31A。亦即，第2抵消配線522A係自第1電極31A起被電性絕緣。又，第2抵消配線522A係連接第2輸出端子420之導體圖案421。因此，第2抵消配線522A係經由第2輸出端子420而與第2連接配線521A電性連接。
其次，說明焦電構件20B。第1電極31B係形成於焦電體基板10之底面(第3圖之底面)上。第2電極32B係形成於焦電體基板10之頂面(第3圖之頂面)上。紅外線吸收部11B係於焦電體基板10中介於第1電極31B與第2電極32B之間的部位。就有關焦電構件20B而言，焦電體基板10之底面為上述第1面，焦電體基板10之頂面為上述第2面。
焦電構件20B係用第1配線部51B及第2配線部52B來連接輸出端子部40。
第1連接配線511B，如第2圖所示，其係按照使得第1輸出端子410之導體圖案412與第1電極31B相連接的方式而被形成於焦電體基板10之底面。第1抵消配線512B，如第1圖所示，其係與第1連接配線511B成對向地被形成在焦電體基板10之頂面且。惟，第1抵消配線512B係不直接連接於第2電極32B上。又，第1抵消配線512B係連接第1輸出端子410之導體圖案411。
第2連接配線521B，如第1圖所示，其係按照使得第2輸出端子420之導體圖案421與第2電極32B連接的方式而被形成於焦電體基板10之頂面。第2抵消配線522B係與第2連接配線521B成對向地被形成在焦電體基板10之底面。惟，第2抵消配線522B，如第2圖所示，其係不直接連接於第1電極31B上。又，第2抵消配線522B係連接第2輸出端子420之導體圖案422。
換言之，焦電型紅外線檢測元件101，係在焦電體基板10之中央部形成有2個受光部(焦電構件)20，在焦電體基板10之兩端部各形成有輸出端子400。其中，各受光部20係由被形成在焦電體基板10之厚度方向的兩面(上述一表面及上述另一表面)上的互相對向的2個1組的電極30、與在焦電體基板10上被2個1組的電極30夾住之部分11所構成。
本實施形態之焦電型紅外線檢測元件101的焦電體基板10為矩形板狀；於焦電體基板10之長度方向的中央部的焦電體基板10之長度方向(第1方向)上並排設置有2個受光部20，而在焦電體基板10之長度方向的兩端部形成有輸出端子400。又，各電極30係以平面形狀為矩形、且使得各電極30之長度方向與焦電體基板10之寬度方向一致的方式被形成。又，各電極30係形成於焦電體基板10之寬度方向的中央部。焦電體基板10之自發分極的方向，為沿著該焦電體基板10之厚度方向的一方向，即第3圖之上方向(第3圖中以箭頭所示的方向)。因此，對於焦電構件20A而言，第1電極31A為正極，第2電極32A為負極。對於焦電構件20B而言，第1電極31B為負極，第2電極32B為正極。第1電極31A、32B連接於第1輸出端子410，第2電極32A、32B皆連接於第2輸出端子420。因此，2個焦電構件20A、20B為逆向並列地連接著。
又，焦電型紅外線檢測元件101，係在焦電體基板10之厚度方向的兩面上各形成有連接受光部20之電極30與輸出端子400的連接配線501。在與受光部20之2個1組的電極30相連接之2個連接配線501中，一方的連接配線501(511A、521B)以直線狀形成，而另一方的連接配線501(511B、521A)則以逆J字狀形成藉以避開另一受光部20。
輸出端子400係由在焦電體基板10之厚度方向的兩面上形成的互相對向的2個1組的導體圖案430、與使成組的導體圖案430彼此電性連接的連接部403(參照第3圖)所構
成。該焦電型紅外線檢測元件101的焦電體基板10係由單結晶之LiTaO3
基板所構成，各電極30、各配線部50及各導體圖案430係由以紅外線吸收材料(例如NiCr等)構成的薄膜所形成，而各連接部403係由導電性黏著劑所形成。
本實施形態之焦電型紅外線檢測元件101，為具備2個受光部20之雙重型焦電型紅外線檢測元件，並如第4圖所示之等價電路圖這樣地，2個受光部20係逆向並列連接。亦即，受光部20為在電性上具有極性的電容器，2個受光部20係以相反極性而並列地連接著。另外，第1圖、第2圖中之各電極30中附記的「+」或「-」之記號，係表示將左側之輸出端子(第1輸出端子)410之極性記為「+」、右側之輸出端子(第2輸出端子)420之極性記為「-」時之各電極30的極性。亦即，第1圖、第2圖之「+」、「-」之記號係用來表示哪個電極30連接哪個輸出端子400，而不是表示受光部20之極性。此時，焦電型紅外線檢測元件101係於焦電體基板10之兩面設置有：被形成在連接配線501的相反表面側上而與連接配線501成對之抵消配線(虛擬配線)502。抵消配線502係由紅外線吸收材料(例如NiCr等)構成的薄膜所形成，且不直接連接於受光部20但等電位連接於成對的連接配線501。其中，焦電型紅外線檢測元件101係經由以蒸鍍法或濺射法等而在焦電體基板10之上述一表面側同時形成電極30(31A，31B)、連接配線501(511A、521B)、導體圖案430(411、421)及抵消配線502(512B、522A)。又，焦電型紅外線檢測元件101亦在焦電體基板10
之上述另一表面側同時形成電極30(31B、32A)、連接配線501(511B、521A)、導體圖案430(412、422)及抵消配線502(512A、522B)。然後，成對的連接配線501與抵消配線502則以等電位連接於和連接配線501相連接之輸出端子400上。具體而言，於成對的連接配線501與抵消配線502中，連接配線501係與形成輸出端子400之套組的導體圖案430、430中之一者的導體圖案430及連接於該連接配線501之電極30形成一體且電性連接，而抵消配線502係與形成輸出端子400之套組的導體圖案430、430之其他的導體圖案430形成一體且電性連接。
此外，焦電型紅外線檢測元件101中之成對的連接配線501與抵消配線502係互相成對向地配置。又，成對的連接配線501與抵消配線502係具有相同的線寬。
又，焦電型紅外線檢測元件101係各於焦電體基板10之厚度方向的兩面，配置各電極30、各連接配線501、各導體圖案430及各抵消配線502並使得彼等在通過焦電體基板10之中心的對稱軸周圍成2次旋轉對稱。
另外，焦電型紅外線檢測元件101係具有：以垂直於焦電體基板10之厚度方向的一面作為對稱面而按照使得抵消配線502與連接配線501約略成為面對稱的方式所形成的抵消配線502。惟，在此情況下，連接配線501中之與抵消配線502形成面對稱者，係該連接配線501中之電極30側的端部以外之部分。
較佳者雖然是以垂直於焦電體基板10之厚度方向的一面作為對稱面，而按照使得抵消配線502與連接配線501形成面對稱的方式所形成的抵消配線502，然而只要是抵消配線502與連接配線501為等電位連接即可，也可以是抵消配線502與連接配線501不一定成為面對稱。
連接配線501之線寬與抵消配線502之線寬係以相同者為較佳，惟只要是約略相同即可；又，也可以是抵消配線502之線寬較連接配線501之線寬更窄或更寬。
以上所說明的焦電型紅外線檢測元件101之等價電路圖，如上述第4圖所示，其係在含有4個連接配線501之個別視為構成構件之4個電容器60的各兩端，連接2個輸出端子400中任何1個之電路構成。此處，各電容器60係由連接配線501、與該連接配線501成對的抵消配線502、在焦電體基板10之連接配線501與抵消配線502之間的部分12(參照第3圖)所構成的寄生電容器。從而，於4個電容器60中，2個電容器係連接於一端的輸出端子400，而剩餘的2個電容器60係連接於另一端的輸出端子400。另外，於第4圖中記號「+」、「-」係表示受光部20及電容器60之個別的極性。
另外，焦電體基板10之材料，不限於採用LiTaO3
而已，也可以例如採用LiNbO3
等之其他的單結晶材料，或者採用PbTiO3
、PZT、PZT-PMN(：Pb(Zr,Ti))O3
-Pb(Mn,Nb)O3
)等之陶瓷材料、PVF2
等之高分子材料等。又，上述之紅外
線吸收材料，不限於採用NiCr而已，也可以例如採用Ni、黑金等。
此時，於說明在本實施形態之焦電型紅外線檢測元件101中因設置抵消配線502所引發的效果之前，先行說明有關除了不具備抵消配線502外而具有與第1圖相同的構造之第8圖、第9圖的比較例1之焦電型紅外線檢測元件101P。亦即，比較例1之焦電型紅外線檢測元件101P的配線部50係僅由連接配線501構成。
就比較例1之焦電型紅外線檢測元件101P而論，在2個受光部20為逆向並列連接之點上，也是與第10圖之等價電路圖所示者相同。然而，比較例1之焦電型紅外線檢測元件101P，如第10圖所示，其中含有4個連接配線501(511A、511B、521A、521B)的個別視為構成構件之4個電容器60P，係形成連接於一對輸出端子410、420間之等價電路。各電容器60P係由連接配線501、和在非與該連接配線501連接之輸出端子400的其他輸出端子400之1組導體圖案430、430中之與該連接配線501不同的面上形成的導體圖案430、及焦電體基板10所構成。
在此，一邊參照第11圖~第13圖，一邊說明有關相對於比較例1之焦電型紅外線檢測元件101P而言，如第11(a)圖所示之因焦電體基板10之溫度上昇而造成的溫度變化時所產生的電荷之時間變化。
由於溫度變化時在焦電體基板10所產生的電荷之中，於受光部20產生的電荷係如第12圖所示這樣地，分別透
過連接於該受光部20之連接配線511、521而向輸出端子410、420放電，所以當不產生溫度變化時，則會如第11(b)圖所示這樣地瞬間變無(以短的時間常數變無)。相對於此，於配線部50(連接配線501)產生的電荷，則係如第13圖所示之模式圖這樣地向連結於該連接配線501之輸出端子400放電。該經放電的電荷係做為輸出電流而照原樣地向外部電路之電流電壓變換電路輸出。其中，由於連接配線501僅形成於焦電體基板10之厚度方向的兩面中之一者的面上，因此在焦電體基板10之其他面上產生的電荷之放電時間，係由焦電體基板10之表面電阻(薄片電阻)之值來決定(調整速率)。此處，由於焦電體基板10之表面電阻之值是非常高的，所以直至在連接配線501產生的電荷變無為止的時定數，就會變得如第11(c)圖所示般的那樣長。如此，於該比較例1之焦電型紅外線檢測元件101P中，因周圍環境之溫度變化而在配線部50產生的電荷，就會被當做輸出電流(信號)而自輸出端子部40輸出。
其次，一邊參照第5圖~第7圖，一邊說明有關相對於本實施形態之焦電型紅外線檢測元件101而言，如第5(a)圖所示之因焦電體基板10之溫度上昇而造成的溫度變化時所產生的電荷之時間變化。
溫度變化時在焦電體基板10上產生的電荷之中，在受光部20產生的電荷係如第6圖所示之模式圖這樣地，分別透過連接於該受光部20之2個連接配線511、521而向輸
出端子410、420放電，所以在溫度不形成變化時，則如第5(b)圖所示這樣地瞬間變無(以短的時間常數變無)。
相對於此，在連接配線510及與該連接配線501成對的抵消配線502產生的電荷由於會如第7圖所示之模式圖這樣地向與該連接配線501及該抵消配線502連接之輸出端子400放電，所以就會如第5(c)圖所示這樣地瞬間變無(以短的時間常數變無)。因此，本實施形態之焦電型紅外線檢測元件101，由於在連接配線501產生的電荷之極性與在抵消配線502產生的電荷之極性不同、且極性互相不同的電荷被以與等電位之輸出端子400約略相同的時間常數放電，故在連接配線501產生的電荷與在抵消配線502產生的電荷會被抵消，因而就可以抑制被輸出之輸出電流。另外，於第5(c)圖中，在連接配線501產生的電荷之時間變化係以「A」表示，在抵消配線502產生的電荷之時間變化為以「B」表示。
以上說明的本實施形態之焦電型紅外線檢測元件101係具備：形成在焦電體基板10之厚度方向的兩面而互相成對向的2個1組之電極30、30、與焦電體基板10中被2個1組的電極30、30夾住之部分11所構成的受光部20、及形成在焦電體基板10之兩端部的一對輸出端子400、400、以及連接在焦電體基板10之兩面分別形成的受光部20與一對的輸出端子400、400之2個1組的連接配線501、501，且於焦電體基板10的兩面之中設置有在連接配線501的相反面形成而與連接配線501成對的抵消配線502，並且抵消
配線502係不直接連接於受光部20但等電位連接於成對的連接配線501。
換言之，本實施形態之焦電型紅外線檢測元件101係具備：具有第1電極31、與第1電極31相對向之第2電極32、焦電性且介於該第1電極31與第2電極32之間的紅外線吸收部11之焦電構件(受光部)20、及具有用以將隨著溫度變化而在上述焦電構件產生的電流傳輸出來之第1輸出端子410及第2輸出端子420之輸出端子部40、和將該第1輸出端子410連接於上述第1電極31之第1配線部51、與將第2輸出端子420連接於第2電極32之第2配線部52。第1電極31係形成於使用焦電體所形成的焦電體基板10之厚度方向的第1面上。第2電極32係形成於焦電體基板10之厚度方向的第2面上。紅外線吸收部11係在焦電體基板10中之介於該第1電極31與第2電極32之間的部位。第1輸出端子410及第2輸出端子420係形成於焦電體基板10上。
該第1配線部51係具備：被形成在第1面上且將第1輸出端子410連接於第1電極31之導電層的(第1)連接配線511、及用以將因焦電體基板10之溫度變化而在該連接配線511所產生的電荷予以抵消之(第1)抵消配線512。第1抵消配線512係以不直接連接於第2電極32但電性連接於第1連接配線511的方式形成於第2面上的導電層。
第2配線部52係具備：被形成在第2面上且將第2輸出端子420連接於第2電極32之導電層的第2連接配線
521、及用以將焦電體基板10之溫度變化而在第2連接配線521所產生的電荷予以抵消之第2抵消配線522。第2抵消配線522係以直接連接於第1電極31但電性連接於第2連接配線521的方式形成於第1面上的導電層。
藉此，利用本實施形態之焦電型紅外線檢測元件101，就可以將在連接配線501產生的電荷藉由在抵消配線502產生的電荷予以抵消。然而，利用本實施形態之焦電型紅外線檢測元件101，亦可以在不使焦電體基板10之焦電性產生變化下，抑制因周圍環境之溫度變化所產生的電荷自各輸出端子400輸出之事。
另外，焦電體基板10係在垂直於厚度方向之第1方向(在本實施形態中為長度方向)具有第1端及第2端。焦電構件20係位於上述第1方向之焦電體基板10的中央部。第1輸出端子410係形成於第1端上，而第2輸出端子420係形成於第2端上。
又，在本實施形態之焦電型紅外線檢測元件101中，第1配線部51與第2配線部52之兩者係皆具備抵消配線502，然而也可以是第1配線部51與第2配線部52中有至少一者具備抵消配線502。惟，較佳者是第1配線部51與第2配線部52之兩者皆具備抵消配線502。
又，本實施形態之焦電型紅外線檢測元件101係具備：逆向並列連接的2個焦電構件20A、20B。亦即，本實施形態之焦電型紅外線檢測元件101，由於是雙重型的，所以在焦電型紅外線檢測元件101全體產生溫度變化時，於受光
部20產生的電荷就不會成為輸出電流而自輸出端子部40被輸出，故可以更進一步地抑制因周圍環境之溫度變化的影響而流入輸出電流。
又，在本實施形態之焦地型紅外線檢測元件101中，抵消配線502(512A、512B、522A、522B)係以具有與連接配線501(511A、511B、521A、521B)相同電位的方式而電性連接於連接配線501(511A、511B、521A、521B)。特別是第1抵消配線512，其係經由第1輸出端子410而電性連接於第1連接配線511。又，第2抵消配線522係經由第2輸出端子420而電性連接於第2連接配線521。亦即，本實施形態之焦電型紅外線檢測元件101，於輸出端子部40中係以等電位連接連接配線501與抵消配線502。因此，就可以最短距離來連接該連接配線501與抵消配線502。
又，在本實施形態之焦電型紅外線檢測元件101中，抵消配線502係以與連接配線501成對向的方式形成。例如，第1抵消配線512A、512B係以與第1連接配線511A、511B成對向的方式形成。第2抵消配線522A、522B係以與第2連接配線521A、521B成對向的方式形成。
換言之，在本實施形態之焦電型紅外線檢測元件101中，成對的連接配線501與抵消配線502係以互相成對向的方式配置。因此，在連接配線501產生的電荷，就會與焦電體基板10之表面電阻之值無關而被快速地放電。簡要而言，如上述，只要以垂直於焦電體基板10之厚度方向的一面做為對稱面，按照使得在抵消配線502與連接配線501
成為約略面對稱的方式來形成抵消配線502，於周圍環境之溫度變化時在連接配線501產生的電荷，就會與焦電體基板10之表面電阻值無關而被瞬間放電。
又，在本實施形態之焦電型紅外線檢測元件101中，抵消配線502以與連接配線501係以相同的寬度形成。例如，第1抵消配線512A、512B係以與第1連接配線512A、511B相同寬度形成。第2抵消配線522A、522B係以與第2連接配線521A、521B相同寬度形成。
換言之，在本實施形態之焦電型紅外線檢測元件101中，成對的連接配線501之線寬與抵消配線502之線寬為約略相同。因此，就可使得在連接配線501產生的電荷之量與抵消配線502產生的電荷之量約略相等，而可以更進一步地抑制自各輸出端子400輸出因周圍環境之溫度變化所產生的電荷。
又，本實施形態之焦電型紅外線檢測元件101，如上所述，其係按照使得在焦電體基板10之厚度方向的兩面之個別當中的各電極30、各連接配線501、各導體圖案430及各抵消配線502係在通過焦電體基板10之中心的對稱軸之周圍成2次旋轉對稱的方式配置而成，因而即使將第1圖之左右變換使用時仍可以得到同等的性能，所以在實裝於封裝體或實裝基板、電路基板等時就可以在一對的輸出端子410、420之極性沒有關係下進行實裝。
如第14圖、第15圖所示之本實施形態的焦電型紅外線檢測元件102之基本構成，係與實施形態1約略相同，但在1枚焦電體基板10上形成有4個受光部20之四芯組型之點上是不同的。另外，對於與實施形態1相同的構成構件則附加相同符號而省略其說明。
本實施形態之焦電型紅外線檢測元件102係具有4個焦電構件20(20A、20B、20C、20D)。4個焦電構件20A、20B、20C、20D係被配列成2×2之矩陣狀。另外，為了互相區分4個焦電構件20，乃視需要地在焦電構件20A及其相關之構成的符號上附加接尾詞「A」，在焦電構件20B及屬於此之構成的符號上附加接尾詞「B」，在焦電構件20C及屬於此之構成的符號上附加接尾詞「C」，在焦電構件20D及屬於此之構成的符號上附加接尾詞「D」。
首先，說明有關焦電構件20A、20D。如第14圖所示，各第1電極31A、31D係形成於焦電體基板10之頂面。各第2電極32A、32D係形成於焦電體基板10之底面。就有關焦電構件20A、20D而論，焦電體基板10之頂面為上述第1面，焦電體基板10之底面為上述第2面。
如第14圖所示，第1連接配線511A、511D係形成於焦電體基板10之頂面。第1連接配線511A係將第1電極31A、第1連接配線511D係將第1電極31D分別連接於第1輸出端子410之導體圖案411上。第1抵消配線512A係與第1連接配線511A成對向、第1抵消配線512D係與第1連接配線511D成對向而分別形成於焦電體基板10之底
面。又，各第1抵消配線512A、512D係電性連接於第1輸出端子410之導體圖案412。
如第15圖所示，第2連接配線521A、521D係形成於焦電體基板10之底面。第2連接配線521A係將第2電極32A、而第2連接配線521D係將第2電極32D各分別連接於第2輸出端子420之導體圖案422。如第14圖所示，第2抵消配線522A係與第2連接配線521A成對向、第2抵消配線522D係與第2連接配線521D成對向而分別形成於焦電體基板10之頂面。又，第2抵消配線522A、522D係分別電性連接於第2輸出端子420之導體圖案421。
其次，說明有關焦電構件20B、20C。如第14圖所示，第1電極31B、31C係分別形成於焦電體基板10之底面。第2電極32B、32C係分別形成於焦電體基板10之頂面。就有關焦電構件20B、20C而論，焦電體基板10之頂面為上述第2面，焦電體基板10之底面為上述第1面。
如第15圖所示，第1連接配線511B、511C係形成於焦電體基板10之底面。第1連接配線511B係將第1電極31B、第1連接配線511C係將第1電極31D分別連接於第1輸出端子410之導體圖案412。如第14圖所示，第1抵消配線512B係與第1連接配線511B成對向、第1抵消配線512C係與第1連接配線511C成對向而分別形成於焦電體基板10之頂面。又，第1抵消配線512B、512C係電性連接於第1輸出端子410之導體圖案411。
如第14圖所示，第2連接配線521B、521C係形成於焦電體基板10之頂面。第2連接配線521B係將第2電極32B、第2連接配線521C係將第2電極32C分別連接於第2輸出端子420之導體圖案421。第2抵消配線522B係與第2連接配線521B成對向、第2抵消配線522C係與第2連接配線521C成對向而分別形成於焦電體基板10之底面。又，第2抵消配線522B、522C係電性連接於第2輸出端子420之導體圖案422。
如上所述，本實施形態之焦電型紅外線檢測元件102，係於焦電體基板10中具有配列成矩陣狀的偶數個×偶數個之受光部20。具體而言，在一枚焦電體基板10上具有配列成陣列狀之4個受光部20呈2×2。此處，各受光部20之電極30係按照將其平視圖形狀設為正方形、並將受光部20之中心置放於焦電體基板之中央部比焦電體基板10之外周線更為內側的假想正方形的角上的方式配列而成。
另外，焦電型紅外線檢測元件102之4個受光部20中，在對角位置上之2個受光部20彼此係並列連接，而位於相互不同對角之2個受光部20彼此係逆向並列連接。亦即，受光部20A、20D係互相並列連接，又，受光部20B、20C係互相並列連接。簡要言之，當將焦電型紅外線檢測元件102的在與焦電體基板10之兩面成平行的一平面內，一對輸出端子410、420之並設方向設為X方向(水平方向)，而在上述一平面內而垂直於一對輸出端子410、420的並設方向之方向設為Y方向(垂直方向)時，沿著X方向並排形成
的2個受光部20彼此係逆向並列連接，而沿著Y方向並排形成的2個受光部20彼此係逆向並列連接。
因而，在本實施形態之焦電型紅外線檢測元件102中，逆向並列連接的受光部20、20彼此因周圍環境之溫度變化而在2個受光部20產生的電荷就會相互抵消。又，在本實施形態之焦電型紅外線檢測元件102中，由於是四芯組型，所以在焦電型紅外線檢測元件102全體產生溫度變化時，於各受光部20產生的電荷就不會被當做信號而輸出。
因而，在本實施形態之焦電型紅外線檢測元件102中，逆向並列連接的受光部20、20彼此因周圍環境之溫度變化等而在2個受光部20產生的電荷就會相互抵消。即使對於來自X方向及Y方向中任一方向之溫度變化而，輸出的輸出電流，亦可以被抑制。
而且，在本實施形態之焦電型紅外線檢測元件102中，由於具備與實施形態1相同的虛擬配線(抵消配線)502，所以能夠在沒有改變焦電體基板10之焦電性下，更進一步地抑制全體之焦電型紅外線檢測元件102中從X方向及Y方向中任一方向的溫度變化而輸出的輸出電流。在本實施形態之焦電型紅外線檢測元件102之實施例中，可以確認其係比不具備抵消配線502之如第16圖、第17圖所示之比較例2的焦電型紅外線檢測元件102P還更能抑制溫度變化時之輸出電流。
如第18圖、第19圖所示之本實施形態的焦電型紅外線檢測元件103之基本構成，係與實施形態2約略相同，焦電體基板10之平面形狀為正方形，僅連接配線501及抵消配線502之布局不同。另外，與實施形態1相同的構成構件係附記相同符號並省略其說明。
本實施形態之焦電型紅外線檢測元件103，係與實施形態2相同地具有4個焦電構件20(20A、20B、20C、20D)。4個焦電構件20A、20B、20C、20D係配列成2×2之矩陣狀。
首先，說明有關焦電構件20A、20D。如第19圖所示，各第1電極31A、31D係形成於焦電體基板10之底面。各第2電極32A、32D，如第18圖所示，其係形成於焦電體基板10之頂面。就有關焦電構件20A、20D而論，焦電體基板10之頂面為上述第2面，焦電體基板10之底面為上述第1面。
如第19圖所示，第1連接配線511A、511D係形成於焦電體基板10之底面。第1連接配線511A係將第1電極31A、第1連接配線511D係將第1電極31D各分別連接於第1輸出端子410之導體圖案412。如第18圖所示，第1抵消配線512A係與第1連接配線511A成對向、第1抵消配線512D係與第1連接配線511D成對向地分別形成在焦電體基板10之頂面。又，第1抵消配線512A、512D係分別電性連接於第1輸出端子410之導體圖案411。
如第18圖所示，第2連接配線521A、521D係形成於焦電體基板10之頂面。第2連接配線521A係將第2電極32A、第2連接配線521D係將第2電極32D各分別連接於第2輸出端子420之導體圖案421。第2抵消配線522A係與第2連接配線521A成對向、第2抵消配線522D係與第2連接配線521D成對向地分別形成於焦電體基板10之底面。又，第2抵消配線522A、522D係分別電性連接於第2輸出端子420之導體圖案422。
其次，說明有關焦電構件20B、20C。如第18圖所示，第1電極31B、31C係分別形成於焦電體基板10之頂面。第2電極32B、32C係分別形成於焦電體基板10之底面。就有關焦電構件20B、20C而論，焦電體基板10之頂面為上述第1面，焦電體基板10之底面為上述第2面。
如第18圖所示，第1連接配線511B、511C係形成於焦電體基板10之頂面。第1連接配線511B係將第1電極31B、第1連接配線511C係將第1電極31C各分別連接於第1輸出端子410之導體圖案411。第1抵消配線512B係與第1連接配線511B成對向、第1抵消配線512C係與第1連接配線511C成對向、地分別形成於焦電體基板10之底面。又，第1抵消配線512B、512C係分別電性連接於第1輸出端子410之導體圖案412。
如第19圖所示，第2連接配線521B、521C係形成於焦電體基板10之底面。第2連接配線521B係將第2電極32B、第2連接配線521C係將第2電極32C各分別連接於
第2輸出端子420之導體圖案422。如第18圖所示，第2抵消配線522B係與第2連接配線521B成對向、第2抵消配線522C係與第2連接配線521C成對向地分別形成於焦電體基板10之頂面。又，第2抵消配線522B、522C係分別電性連接於第2輸出端子420之導體圖案421。
本實施形態之焦電型紅外線檢測元件103係比不具備虛擬配線(抵消配線)502之第20圖、第21圖所示之比較例3的焦電型紅外線檢測元件103P，更可以在焦電體基板10之焦電性沒有變化下抑制因周圍環境之溫度變化產生的電荷從各輸出端子400被輸出之情事。
如第22圖至第24圖所示之本實施形態的焦電型紅外線檢測元件104之基本構成，係與實施形態1約略相同，但在成對的連接配線501與虛擬配線(抵消配線)502連接於輸出端子400以外，並以由導電性黏著劑所成的連接部70等電位連接之點上是不同的。
在本實施形態之焦電型紅外線檢測元件104中，第1連接配線511係具備：將第1電極31連接於第1輸出端子410之電極連接部(第1電極連接部)5111、及與第1抵消配線512連接用之配線連接部(第1配線連接部)5112。第1配線連接部5112A，如第22圖所示，其係自第1電極連接部5111A延伸至焦電體基板10之第2方向(分別垂直於焦電體基板10之厚度方向及第1方向之方向)之第1端(第22圖之下端)為止。第1配線連接部5112B係自第1電極連接部
5111B延伸至焦電體基板10之第2方向的第2端(第23圖中之上端)為止。
第1連接配線512係具備：與第1連接配線511之第1電極連接部5111成對向的對向部(第1對向部)5121、及與第1連接配線511連接用之延設部(第1延設部)5122。第1延設部5122A係與第1電極連接部5112A成對向並自第1對向部5121A延伸至焦電體基板10之第2方向之第1端(第23圖中之下端)為止。第1延設部5122B係與第1配線連接部5112B成對向並自第1對向部5121B延伸至焦電體基板10之第2方向之第2端(第22圖中之上端)為止。
第2連接配線521係具備：將第2電極32連接於第2輸出端子410之電極連接部(第2電極連接部)5211及與第2抵消配線522連接用之配線連接部(第2配線連接部)5212。第2配線連接部5212A，如第23圖所示，其係自第2電極連接部5211A延伸至焦電體基板10之第2方向之第1端(第23圖中之下端)為止。第2配線連接部5212B係自第2電極連接部5211B延伸至焦電體基板10之第2方向之第2端(第22圖中之上端)為止。
第2抵消配線522係具備：與第2連接配線521之第2電極連接部5211成對向的對向部(第2對向部)5221、及與第2連接配線521連接用之延設部(第2延設部)5222。第2延設部5222A係與第2電極連接部5212A成對向並自第2對向部5221A延伸至焦電體基板10之第2方向之第1端(第22圖中之下端)為止。第2延設部5222B係與第2配線連接
部5212B成對向並自第2對向部5221B延伸至焦電體基板10之第2方向之第2端(第23圖中之上端)為止。
第1連接配線511A之第1配線連接部5112A，係藉由焦電體基板10之第2方向的第1端(第22圖、第23圖中之下端)上所形成的連接部70，而電性連接於第1抵消配線512A之第1延設部5122A(參照第24圖)。同樣地，第1連接配線511B之第1配線連接部5112B，係藉由焦電體基板10之第2方向的第2端(第22圖、第23圖中之上端)上所形成的連接部70，而電性連接於第1抵消配線512B之第1延設部5122B。
第2連接配線521A之第2配線連接部5212A，係藉由焦電體基板10之第2方向的第1端(第22圖、第23圖中之下端)上所形成的連接部70，而電性連接於第2抵消配線522A之第2延設部5222A。同樣地，第2連接配線521B之第2配線連接部5212B，係藉由焦電體基板10之第2方向的第2端(第22圖、第23圖中之上端)上所形成的連接部70，而電性連接於第2抵消配線522B之第2延設部5222B(參照第24圖)。
惟，當實施形態2、3所說明的四芯組型之焦電型紅外線檢測元件102、103，為比雙重型之焦電型紅外線檢測元件1的連接配線501之數量還多而使得連接配線501之布局變得複雜時，較佳者係將成對的連接配線501與抵消配線502等電位連接於輸出端子400中。藉此，抵消配線502
之布局設計的自由度就會增高，因而將成對的連接配線501與抵消配線502成對向配置之配列設計就會變容易。
如第25圖、第26圖所示之本實施形態的焦電型紅外線檢測元件105之基本構成，係與實施形態3約略相同，但在焦電體基板10上形成有使得各受光部20分別與該焦電體基板10之其他部位熱絕緣用之狹縫13之點上是不同的。又，與實施形態3相同的構成構件具有相同符號者，省略說明。
本實施形態之焦電型紅外線檢測元件105，係具備貫通焦電體基板10之厚度方向之4個狹縫13(13A~13D)。狹縫13A係圍繞焦電構件20A之紅外線吸收部11A、狹縫13B係圍繞焦電構件20B之紅外線吸收部11B、狹縫13C係圍繞焦電構件20C之紅外線吸收部11C、狹縫13D係圍繞焦電構件20D之紅外線吸收部11D而分別被形成。
如此，於焦電型紅外線檢測元件105中，焦電體基板10係形成有於平視時為圍繞受光部20並貫通焦電體基板10之厚度方向的狹縫13。
焦電體基板10係在各受光部20的每一個上形成有：於平視時為圍繞受光部20之4邊中的3邊的上述之狹縫13。從而，焦電型紅外線檢測元件1之各受光部20就成為由一部分的焦電體基板10所單邊支撐固定的構造，藉由形成有狹縫13可以將通過焦電體基板10向受光部20傳達之熱的傳達方向變為單一方向，並可以抑制各受光部20與連
接配線501及抵消配線502間之熱的互相干涉。又，焦電型紅外線檢測元件105，係由於形成有狹縫13，因而就可以抑制因周圍環境之溫度變化而在受光部20產生的電荷被放電之際每一個受光部20之時間常數為不一致的情形，並且可以更進一步地抑制因周圍環境之溫度變化產生的電荷自各輸出端子400被輸出的情事。
另外，於其他的實施形態1~4之焦電型紅外線檢測元件101~104中，也可以在焦電體基板10上形成狹縫13。又，不僅限於雙重型或四芯組型而已，單一型亦可以形成相同的狹縫13。
本實施形態之紅外線感測器，如第27圖所示，其係將由焦電型紅外線檢測元件102、形成有將該焦電型紅外線檢測元件101之輸出電流予以信號處理的信號處理電路之IC元件200、外附於IC元件2之電容器(未圖示)、與實裝有焦電型紅外線檢測元件101、IC元件2和上述電容器等之MID(模組化內連接裝置(Molded Interconnect Devices))基板120所構成的3次元電路區塊(block)130收容於封裝體3中。MID基板120係在樹脂成形品121之表面上形成電路圖案122。另外，在本實施形態中，係以IC元件2與上述電容器與MID基板120來構成將焦電型紅外線檢測元件102之輸出電流予以信號處理的信號處理部。又，該信號處理部之電路構成，例如，其係可以採用上述專利文獻1等之中所揭示之習知的電路構成。
本實施形態之封裝體3係為所謂之罐封裝體。該封裝體3係由圓盤狀之本體座(stem)131、接合於該本體座131之有底圓筒狀的蓋體132、與依照用以封閉在該蓋體132之底部形成的開口部132a的方式配置並具有透過紅外線之機能的窗部(紅外線透過構材)133所構成。本體座131及蓋體132皆為金屬製。紅外線透過構材133，係使用在矽基板之兩面或一面上設置有由光學多層膜等所成的過濾部之平板狀光學過濾器，惟不限制於此而已，例如，亦可使用以應用陽極氧化技術之半導體透鏡之製造方法(參照日本國公開專利公報第3897055號、日本國公開專利公報第3897056號)形成的半導體透鏡。本體座131係保持電性連接於上述信號處理部之3支導線接腳140(在第27圖中係僅圖示2條)。各導線接腳140係被結合於MID基板120上並與上述信號處理部電性連接。另外，3支導線接腳140中有1支為向IC元件2供電用的，另一支為信號輸出用的，剩餘的一支為接地用的。
如上所述，於紅外線感測器中具備有：將焦電型紅外線檢測元件102之輸出電流予以信號處理的信號處理部、收容焦電型紅外線檢測元件102及信號處理部之封裝體3，而一部分的封裝體3係由可透過在焦電型紅外線檢測元件102之檢測對象的紅外線之紅外線透過構材133所構成。
換言之，本實施形態之紅外線感測器係具備：焦電型紅外線檢測元件101、基於在焦電型紅外線檢測元件101之第1輸出端子410與第2輸出端子420之間流通的電流來
產生表示特定資訊(例如人體之存在與否)的信號之信號處理電路(信號處理部)、與收容焦電型紅外線檢測元件101與信號處理部之封裝體3。封裝體3係具有使特定頻率入射於焦電型紅外線檢測元件101之焦電構件(受光部)20之窗部133。窗部133係以可通過特定頻率之紅外線的材料所形成。
本實施形態之紅外線感測器為人體檢測感測器，而焦電型紅外線檢測元件雖然是使用在實施形態2說明的焦電型紅外線檢測元件101，惟不限制於此而已，亦可使用在實施形態3所說明的焦電型紅外線檢測元件103或在實施形態5所說明的焦電型紅外線檢測元件105。
因此，於本實施形態之紅外線感測器中，由於亦可以藉由使用在實施形態2所說明的焦電型紅外線檢測元件101，而使得受到周圍環境之溫度變化之影響變困難，因而就可以抑制周圍環境之溫度變化的影響(此處，可抑制對人體之錯誤檢測)。
又，於本實施形態之紅外線感測器中，若是使用在實施形態5所說明的焦電型紅外線檢測元件105這樣地形成有分別圍繞各受光部20的狹縫13者時，則各受光部20之平視形狀為正方形，由於平視中狹縫13係圍繞受光部20之4邊中的3邊，所以即使是從如實施形態2所說明的X方向及Y方向中的任一方向而來之人體移動也可以安定地檢測得知的。
本實施形態之紅外線感測器，如第28圖及第29圖所示，其係具備焦電型紅外線檢測元件105、將該焦電型紅外線檢測元件1之輸出電流予以信號處理的信號處理部200、與收容焦電型紅外線檢測元件1及信號處理部200之封裝體3。
本實施形態之信號處理部200係一種由使用於閘門上連接有焦電型紅外線檢測元件105的阻抗變換用之電場效果電晶體202、與設定該電場效果電晶體202之閘門電位用的高電阻值之電阻203而成之電流電壓變換電路。亦即，信號處理部200係由焦電型紅外線檢測元件105、電場效果電晶體202、電阻203與實裝有此等之印刷配線基板所成的電路基板201所構成。電路基板201係被形成為圓板狀。
本實施形態之紅外線感測器為人體檢測感測器，焦電型紅外線檢測元件係使用在實施形態5所說明的焦電型紅外線檢測元件105，惟不限制於此而已，亦可以使用在實施形態2所說明的焦電型紅外線檢測元件102、或使用在實施形態3所說明的焦電型紅外線檢測元件103。焦電型紅外線檢測元件105，係以配置於電路基板201之一表面上的2個支持台204、204所支持著。
封裝體3之構成係與實施形態6略同，為由金屬製本體座131、金屬製蓋體132與紅外線透過構材133所構成。另外，本體座131係保持著將信號處理部200之輸出傳達至外部用之3支導線接腳140。各導線接腳140係結合於電路基板201並電性連接於信號處理部200。
即使於上述說明的本實施形態之紅外線感測器中，由於亦可以藉由使用在實施形態5所說明的焦電型紅外線檢測元件105，而使得受到周圍環境之溫度變化之影響變困難，故就可以抑制周圍環境之溫度變化的影響(此處，可抑制對人體之錯誤檢測)。
在實施形態2、3、5中之焦電型紅外線檢測元件102、103、105的2個×2個之受光部20係呈矩陣狀配列，惟不受限於此而已，只要偶數個×偶數個之受光部20是呈矩陣狀配列者即可，例如可以是4個×4個之受光部20呈矩陣狀配列者，也可以是6個×6個之受光部20呈矩陣狀配列者。亦即，焦電型紅外線檢測元件102、103、105係具備N個(惟，N為4以上之偶數)焦電構件20，而N個焦電構件20可以是被配列成m×n之矩陣狀(惟m‧n=N，且m、n皆為偶數)。此處，較宜是m與n相等。
又，在實施形態6、7中雖然例示以人體檢測感測器做為紅外線感測器，然而紅外線感測器不受限於此而已，例如，可以是氣體感測器、火焰感測器等，也可以視其用途而定從雙重型、四芯組型、單一型中選取適當的焦電型紅外線檢測元件101~105之型式。
此處，只要是使用紅外線感測器來做為人體檢測感測器，並與基於人體檢測感測器之輸出來開關設於照明負荷與電源之間的開關構件(開關元件、繼電器等)的控制電路等合併使用時，就能夠在焦電型紅外線檢測元件101、102、103、104或105的周圍環境具有溫度變化時，防止儘管在
人體檢測感測器之檢測範圍內不具有人體存在而照明負荷仍點燈的錯誤動作之發生，因而可達成省能量化。
又，在使用紅外線感測器做為氣體感測器或火焰感測器的情況下，能夠防止當焦電型紅外線檢測元件101、102、103、104或105之周圍環境具有溫度變動時，儘管在檢測範圍內不具有檢測對象的氣體或火焰存在而仍發出警報的錯誤動作之發生，因而就可以提高信賴性。
1‧‧‧焦電型紅外線檢測元件
2‧‧‧IC元件
3‧‧‧封裝體
10‧‧‧焦電體基板
11‧‧‧紅外線吸收部
11A‧‧‧紅外線吸收部
11B‧‧‧紅外線吸收部
11C‧‧‧紅外線吸收部
11D‧‧‧紅外線吸收部
20‧‧‧焦電構件
20A‧‧‧焦電構件
20B‧‧‧焦電構件
20C‧‧‧焦電構件
20D‧‧‧焦電構件
30‧‧‧電極
31‧‧‧第1電極
31A‧‧‧第1電極
31B‧‧‧第1電極
31C‧‧‧第1電極
31D‧‧‧第1電極
32‧‧‧第2電極
32A‧‧‧第2電極
32B‧‧‧第2電極
32C‧‧‧第2電極
32D‧‧‧第2電極
40‧‧‧輸出端子部
50‧‧‧配線部
51‧‧‧第1配線部
51A‧‧‧第1配線部
51B‧‧‧第1配線部
51C‧‧‧第1配線部
51D‧‧‧第1配線部
52‧‧‧第2配線部
52A‧‧‧第2配線部
52B‧‧‧第2配線部
52C‧‧‧第2配線部
52D‧‧‧第2配線部
60‧‧‧電容器
70‧‧‧連接部
101‧‧‧焦電型紅外線檢測元件
101P‧‧‧焦電型紅外線檢測元件
102‧‧‧焦電型紅外線檢測元件
103‧‧‧焦電型紅外線檢測元件
103P‧‧‧焦電型紅外線檢測元件
104‧‧‧焦電型紅外線檢測元件
105‧‧‧焦電型紅外線檢測元件
120‧‧‧MID(模組化內連接裝置(Molded
Interconnect Devices))基板
130‧‧‧3次元電路區塊
131‧‧‧本體座
132‧‧‧蓋體
132a‧‧‧開口部
133‧‧‧窗部(紅外線透過構材)
140‧‧‧導線接腳
200‧‧‧信號處理部
201‧‧‧電路基板
202‧‧‧電場效果電晶體
203‧‧‧電阻
400‧‧‧輸出端子
403‧‧‧連接部
410‧‧‧第1輸出端子
411‧‧‧導體圖案
412‧‧‧導體圖案
413‧‧‧連接部
420‧‧‧第2輸出端子
421‧‧‧導體圖案
422‧‧‧導體圖案
423‧‧‧連接部
430‧‧‧導體圖案
501‧‧‧連接配線
502‧‧‧抵消配線
511‧‧‧第1連接配線
511A‧‧‧第1連接配線
511B‧‧‧第1連接配線
511C‧‧‧第1連接配線
511D‧‧‧第1連接配線
512‧‧‧第1抵消配線
512A‧‧‧第1抵消配線
512B‧‧‧第1抵消配線
512C‧‧‧第1抵消配線
512D‧‧‧第1抵消配線
521‧‧‧第2連接配線
521A‧‧‧第2連接配線
521B‧‧‧第2連接配線
521C‧‧‧第2連接配線
521D‧‧‧第2連接配線
522‧‧‧第2抵消配線
522A‧‧‧第2抵消配線
522B‧‧‧第2抵消配線
522C‧‧‧第2抵消配線
522D‧‧‧第2抵消配線
5111‧‧‧第1電極連接部
5111A‧‧‧第1電極連接部
5111B‧‧‧第1電極連接部
5112‧‧‧第1配線連接部
5112A‧‧‧第1配線連接部
5112B‧‧‧第1配線連接部
5121‧‧‧第1對向部
5121A‧‧‧第1對向部
5121B‧‧‧第1對向部
5122‧‧‧第1延設部
5122A‧‧‧第1延設部
5122B‧‧‧第1延設部
5211‧‧‧第2電極連接部
5211A‧‧‧第2電極連接部
5211B‧‧‧第2電極連接部
5212‧‧‧第2配線連接部
5212A‧‧‧第2配線連接部
5212B‧‧‧第2配線連接部
5221‧‧‧第2對向部
5221A‧‧‧第2對向部
5221B‧‧‧第2對向部
5222‧‧‧第2延設部
5222A‧‧‧第2延設部
5222B‧‧‧第2延設部
第1圖係表示實施形態1之焦電型紅外線檢測元件之頂面圖。
第2圖係表示上述實施形態1之焦電型紅外線檢測元件之底面的頂面圖。
第3圖係表示第1圖之C-C虛線的簡略剖面圖。
第4圖係表示上述實施形態1之焦電型紅外線檢測元件的等價電路圖。
第5圖(a)至(c)係表示上述實施形態1之焦電型紅外線檢測元件之動作說明圖。
第6圖係表示上述實施形態1之焦電型紅外線檢測元件之動作說明圖。
第7圖係表示上述實施形態1之焦電型紅外線檢測元件之動作說明圖。
第8圖係表示比較例1之焦電型紅外線檢測元件之頂面圖。
第9圖係表示上述比較例1之焦電型紅外線檢測元件之底面的頂面圖。
第10圖係表示上述比較例1之焦電型紅外線檢測元件的等價電路圖。
第11圖(a)至(c)係表示上述比較例1之焦電型紅外線檢測元件之動作說明圖。
第12圖係表示上述比較例1之焦電型紅外線檢測元件之動作說明圖。
第13圖係表示上述比較例1之焦電型紅外線檢測元件之動作說明圖。
第14圖係表示實施形態2之焦電型紅外線檢測元件之頂面圖。
第15圖係表示上述實施形態2之焦電型紅外線檢測元件之底面的頂面圖。
第16圖係表示比較例2之焦電型紅外線檢測元件之頂面圖。
第17圖係表示上述比較例2之焦電型紅外線檢測元件之底面的頂面圖。
第18圖係表示實施形態3之焦電型紅外線檢測元件之頂面圖。
第19圖係表示上述實施形態3之焦電型紅外線檢測元件之底面的頂面圖。
第20圖係表示比較例3之焦電型紅外線檢測元件之頂面圖。
第21圖係表示上述比較例3之焦電型紅外線檢測元件之底面的頂面圖。
第22圖係表示實施形態4之焦電型紅外線檢測元件之頂面圖。
第23圖係表示上述實施形態4之焦電型紅外線檢測元件之底面的頂面圖。
第24圖係表示第22圖之C-C虛線的簡略剖面圖。
第25圖係表示上述實施形態5之焦電型紅外線檢測元件之頂面圖。
第26圖係表示上述實施形態5之焦電型紅外線檢測元件之底面的頂面圖。
第27圖係表示實施形態6之紅外線感測器的簡略分解斜視圖。
第28圖係表示實施形態7之紅外線感測器的簡略分解斜視圖。
第29圖係表示實施形態7之紅外線感測器的要部簡略剖面圖。
10‧‧‧焦電體基板
11‧‧‧紅外線吸收部
11A‧‧‧紅外線吸收部
11B‧‧‧紅外線吸收部
101‧‧‧焦電型紅外線檢測元件
20‧‧‧焦電構件
20A‧‧‧焦電構件
20B‧‧‧焦電構件
31‧‧‧第1電極
31A‧‧‧第1電極
32‧‧‧第2電極
32B‧‧‧第2電極
51‧‧‧第1配線部
51A‧‧‧第1配線部
51B‧‧‧第1配線部
52‧‧‧第2配線部
52A‧‧‧第2配線部
52B‧‧‧第2配線部
40‧‧‧輸出端子部
400‧‧‧輸出端子
410‧‧‧第1輸出端子
411‧‧‧導體圖案
420‧‧‧第2輸出端子
421‧‧‧導體圖案
511‧‧‧第1連接配線
511A‧‧‧第1連接配線
511B‧‧‧第1連接配線
512‧‧‧第1抵消配線
512A‧‧‧第1抵消配線
512B‧‧‧第1抵消配線
521‧‧‧第2連接配線
521A‧‧‧第2連接配線
521B‧‧‧第2連接配線
522‧‧‧第2抵消配線
522A‧‧‧第2抵消配線
522B‧‧‧第2抵消配線
Claims (11)
- 一種焦電型紅外線檢測元件，其係具有：焦電構件，其具備第1電極、與上述第1電極對向的第2電極、及具有焦電性且介於上述第1電極與上述第2電極之間的紅外線吸收部；輸出端子部，其具有用以對應溫度變化而使在上述焦電構件產生的電流傳輸出來之第1輸出端子及第2輸出端子；第1配線部，其係將上述第1輸出端子連接於上述第1電極；及第2配線部，其係將上述第2輸出端子連接於上述第2電極；其特徵在於：上述第1電極係形成於使用焦電體所形成的焦電體基板之厚度方向的第1面上；上述第2電極係形成於上述焦電體基板之上述厚度方向的第2面上；上述紅外線吸收部係在上述焦電體基板上，介於上述第1電極與上述第2電極之間的部位；上述第1輸出端子及上述第2輸出端子係形成於上述焦電體基板；上述第1配線部係具備將在上述第1面上所形成的上述第1輸出端子連接於上述第1電極之導電層的連接配線；以及用以將因上述焦電體基板之溫度變化而在上述連接配 線所產生的電荷予以抵消之抵消配線；上述抵消配線係以沒有直接連接於上述第2電極且電性連接於上述連接配線之方式形成於上述第2面上的導電層；上述第2配線部係具備將在上述第2面上所形成的上述第2輸出端子連接於上述第2電極之導電層的第2連接配線；以及用以將因上述焦電體基板之溫度變化而在上述第2連接配線所產生的電荷予以抵消之第2抵消配線；上述第2抵消配線係以沒有直接連接於上述第1電極且電性連接於上述第2連接配線之方式形成於上述第1面上的導電層。
- 如申請專利範圍第1項之焦電型紅外線檢測元件，其中上述抵消配線係以具有與上述連接配線相等電位的方式，電性連接於上述連接配線。
- 如申請專利範圍第1項之焦電型紅外線檢測元件，其中上述焦電體基板係具有與上述厚度方向垂直的第1方向中的第1端及第2端；上述焦電構件係位於上述第1方向之上述焦電體基板之中央部；上述第1輸出端子係形成於上述第1端上；上述第2輸出端子係形成於上述第2端上。
- 如申請專利範圍第1項之焦電型紅外線檢測元件，其中上述抵消配線係經由上述第1輸出端子，電性連接於上述連接配線。
- 如申請專利範圍第1項之焦電型紅外線檢測元件，其中上述抵消配線係以與上述連接配線對向之方式形成。
- 如申請專利範圍第1項之焦電型紅外線檢測元件，其中上述抵消配線係以與上述連接配線相同的寬度形成。
- 如申請專利範圍第1項之焦電型紅外線檢測元件，其係具備N個(其中，N為4以上之偶數)之上述焦電構件，上述N個焦電構件以m×n之矩陣狀(其中，m‧n=N、且m、n皆為偶數)配列。
- 如申請專利範圍第1項之焦電型紅外線檢測元件，其係具備使上述焦電體基板朝厚度方向貫通的狹縫，上述狹縫以包圍上述紅外線吸收部之方式形成。
- 如申請專利範圍第1或2項之焦電型紅外線檢測元件，其中上述第2抵消配線係以具有與上述第2連接配線相等電位的方式連接於上述第2連接配線。
- 一種紅外線感測器，其特徵為具備如申請專利範圍第1至9項中任一項之焦電型紅外線檢測元件。
- 如申請專利範圍第10項之紅外線感測器，其係具備：信號處理電路，係以流入上述焦電型紅外線檢測元件之上述第1輸出端子與上述第2輸出端子之間的電流為基準，生成表示特定資訊的信號；及封裝體，係收容上述焦電型紅外線檢測元件與上述信號處理電路；上述封裝體具有將特定頻率之紅外線入射於上述焦電型 紅外線檢測元件之上述焦電構件的窗部；上述窗部係藉由通過上述特定頻率之紅外線的材料所形成。
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